| 研究概要 |
現在港湾での荷役作業において,船舶搭載型の旋回クレーンが多く用いられている.この作業は,時間あたりで支払う船の停泊料が莫大なため,荷物の積み下ろし時間の短縮が求められている.また,旋回運動によって発生する遠心力や搬送開始時の加減速,さらに風や波,船の動揺による影響によって,吊り荷が振動しやすく,非常に難しい作業となっている.従来,この船舶搭載型旋回クレーンにおける作業は,ほとんどが熟練労働者の経験と勘により,搬送物を振動させないように操作されている.その際,作業スピードを要求され,かつ安全面において神経を使うため,過酷な重労働となっている.近年は熟練労働者の不足も問題となっており,経験の浅い者でも,安全かつ迅速に操作できる制御システムの開発が求められている.
そこで本研究では,搬送作業中における搬送計画や経路決定などの非定型作業は,操業者が自ら指令を与え行うが,操作が非常に難しいとされる振動抑制制御・障害物回避などは機械が自律的に行う安全性と作業性を考慮したマン・マシン融合型の船舶搭載型旋回クレーン制御システムの開発をおこなった.結果として,(1)船の揺動と旋回クレーンの動きを連動させた船舶搭載型旋回クレーンのモデリングを行った.(2)次に,船の動揺を考慮した荷役搬送と振動制御を実現する制御系を構築した.(3)そしそ,操業者からの指令と機械の自動制御を融合したマン・マシン制御システムを構築した.その際、操業者に対して触覚,力覚による情報提示を行えるハプティック操作桿の開発もおこなった.結果として,全自動化するのと比べ,コストを低減するだけでなく,マン・マシンの融合により安全性,作業効率,労働環境の向上が実現できる旋回クレーンシステムのハプティック制御システムの開発できたと考える.
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